Java垃圾回收算法

所有的垃圾回收算法都是为了解决三个问题：

• 哪些内存需要回收
• 什么时候回收
• 怎么回收

引用计数法（Reference Counting）

引用计数法原理很简单，给每个对象分配一个计数器，当被引用时就加一，引用失效就减一。计数器为零时，则说明该对象不可能再被使用。引用计数法效率不错，大部分情况下是个不错的算法，但它有一个非常明显的缺点，就是无法回收互相引用的对象，从而引起内存泄露。这也是主流Java虚拟机没有选择它的一个重要因素。

上图中很明显A和B已经不其他对象引用了，但他们互相引用，彼此的计数器都不为零，用引用计数法无法将其回收，从而造成了内存泄露。

标记-清除法（Mark-Sweep）

标记-清除算法是现代垃圾回收算法的思想基础，后面提到的所有算法都是基于该算法的思想。从名字就能看出，该算法分两个阶段进行——“标记”和“清除”。首先通过根对象标记所有可达的对象，然后清除所有未被标记的不可达对象。该算法有一个比较大的缺点，就是容易产生内存碎片。过多的内存碎片对于大对象的内存分配，效率非常低。回收过程如下图：

回收前
白色表示空闲，灰色表示存活对象，黑色表示垃圾对象

回收后

什么是可达？

简单的说，就是如果能通过一条路径找到该对象，那么就将该对象称为可达对象。
专业点的说法就是，通过一系列根对象（GC Roots）作为起点，向下搜索，搜索所有的引用路径——引用链（Reference Chain），只要根对象和该对象相连，那么该对象就为可达对象，反之，则为不可达的对象，则证明此对象是不可用的，需要被回收。

复制算法（Copying）

复制算法基于标记-清除算法并对其产生过多内存碎片的缺点进行了优化。复制算法将内存空间分成两等份（如下图的A和B），每次只使用其中的一块，当垃圾回收的时候，将A中的可达对象复制到B中，然后清空A中的所有对象。这样就避免了产生内存碎片的情况，但这种算法的缺点也是显而易见的，那就是太浪费空间。

A

B

标记-压缩法（Mark-Compact）

光从名字上就能看出，该算法继承自标记-清除算法。该算法在标记和清除之间又加了一个操作——压缩。首先将标记所有可达对象，然后将所有可达对象压缩（或者叫移动）到内存的一端，最后将边界以外的空间全部清空。这样既避免了产生内存碎片，又不需要空出一块内存空间，一举两得。

回收前

回收后

跟上面不同的是：这是同一块内存回收前和回收后的不同状态，而上面是A、B两块不同的内存。

总结（Summary）

JVM中采用的并不是某一种回收算法，而是多种算法组合使用，因为任何一种算法都不是完美的，都有自身的优缺点，有自己适用的场景。需要把他们放到合适的地方，这样才能各尽其能，达到一个最好的效果。

最后

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